Question

【题目】如图所示，光滑的金属导轨放在磁感应强度B＝0.5T的匀强磁场中。平行导轨的宽度d＝0.2m，定值电阻R＝0.5Ω。框架上放置一质量为0.1kg、电阻为0.5Ω的金属杆，框架电阻不计，若杆以恒定加速度a＝2m/s2由静止开始做匀变速运动，则：

⑴第5s末，回路中的电流多大？杆哪端电势高？

⑵第5s末时外力F的功率

⑶画出理想电压表示数U随时间t变化关系图线

Answer 1

【答案】（1）1A（2）3W（3）图略

【解析】（1）由右手定则可知，杆上端电势高

第五秒末杆的速度 v = at =10 m/s

杆上产生的电动势 E = Bdv =0.5×0.2×10V = 1V

回路中电流

（2）第五秒末杆所受安培力F安=BId=0.5×1×0.2 = 0.1N

由牛顿第二定律可知：F- F安= ma

得 F = 0.3N

第五秒末外力的功率P = Fv = 3W

（3）t时刻：v= at =2t m/s

E = Bdv = 0.2t V

则：U = IR =0.1t

图像如图：